摘要：通過一系列針對C60 機制砂高強混凝土技術論證試驗, 成功應用于北京世紀財富中心工程核心筒墻體泵送施工,垂直泵送高度達130m ,混凝土和易性優異, 強度穩定。實踐證明,機制砂完全可以取代天然砂應用于高強混凝土的泵送施工。
關鍵詞：高強混凝土; 機制砂; 泵送施工
北京世紀財富中心工程由2 棟寫字樓和1 座裙房組成,總建筑面積約1412 萬m2 。該工程地下結構平面尺寸為東西向長116175m,南北向長8814m,地下4 層,最大埋深為- 20m,地上26 層,核心筒墻體混凝土地下4 層至地上26 層設計強度等級均為C60 ,墻體厚度為40～80cm,高度為4～615m,平均澆筑長度為28m,最大澆筑長度為42m,泵送垂直高度為130m。施工季節為2003 年10 月至2004 年12 月,期間經歷了日最高溫度達38 ℃的高溫夏季,多風、空氣干燥、晝夜溫差大的春秋季和最低氣溫達- 15 ℃的嚴冬季節,給混凝土的泵送施工和裂縫控制帶來較大的難度。
天然砂的替代品———機制砂,由于其資源綜合利用和質量可以控制等特點而具有巨大的發展潛力,這正是我國經濟建設中對原材料的要求,而在北方特別是北京地區知名建筑工程應用機制砂的還廖廖無幾,機制砂高強混凝土的應用更不多見。這主要是一方面由于機制砂與天然砂外觀上不同,施工和監理單位對其性質和應用不了解,另一方面,商品混凝土企業技術人員對機制砂混凝土的性能研究不夠,工程應用的實踐經驗不多。
北京世紀財富中心作為市重點工程,在設計強度為C40 的6m厚基礎底板超大體積混凝土施工中,機制砂混凝土以其料源充足、施工和易性好、以及與磨細礦粉良好的適應性得到成功利用。而對于C60 高強核心筒墻體混凝土的泵送施工存在著一定的技術難度,通過一系列的技術論證試驗,和施工方共同努力,機制砂C60 高強混凝土泵送施工垂直高度達到130m,混凝土強度和結構裂縫控制均達到設計要求。
1原材料及性能
(1) 水泥 三河冀東低堿“盾石”P·O4215 級。
(2) 石 三河粒徑5～25mm的低堿活性機制碎石。
(3) 砂 河北三河低堿活性機制中砂,性能指標如表1 所示。
(4) 拌合水 采用地下水。
(5) 外加劑 聚羧酸高效減水劑,冬季采用聚羧酸復合防凍劑。
(6) 礦物摻合料 山東德州Ⅰ級粉煤灰。
2技術論證試驗
2.1C60 機制砂混凝土配制試驗
原材料選定后進行試配試驗,選定水膠比分別為:0135 、0132 、0129 、0126 、0123 進行系列試配。用水量控制在150～165kgPm3 ,高效減水劑摻量控制在015 %～112 % ,機制砂由于細度模數較大,砂率的選定宜略大,同時加大優質粉煤灰的摻量。在經過反復試驗的基礎上,提出C60 機制砂混凝土配合比如表2 所示。
2.2混凝土拌合物性能
(1) 坍落度、擴展度及經時損失 由于聚羧酸系高效減水劑的電荷排斥和空間阻隔及摻合料共同作用,使新拌混凝土出盤時坍落度在230mm、擴展度在600mm 以上,2h 后坍落度仍保持在200mm、擴展度在500mm以上,動態經時損失好于靜態,試驗結果如表3所示。
(2) 粘聚性 用倒置的坍落度筒測定混凝土拌合物的排空時間,均在15s 之內,2h 后均在20s 之內,動態效果更好,具體結果如表3 所示。說明混凝土拌合物不泌水、不粘稠、不板結,即混凝土拌合物很“軟”,具有良好的流動性和保塑性, 可泵性好。
2.3混凝土抗壓強度試驗
按照試驗室提供的配合比進行2 次試生產,每次生產2m3 , 分別成型各齡期3 組150mm 標準試件, 取其平均值。試驗結果如表4 所示。
3混凝土的均勻制備
(1) 材料部門確保原材料的穩定供應,同時加強原材料的進站和堆放管理。
(2) 試驗人員按批量進行原材料的檢測,不符合要求的嚴禁使用。
(3) 攪拌機操作人員和質量檢測人員共同努力,保證混凝土質量均勻穩定。同時根據季節變化和混凝土坍落度經時損失情況,合理調整出站坍落度。
(4) 采用地下水攪拌,控制出站混凝土溫度,常溫季節在25 ℃以內,冬施期間在10～15 ℃。
(5) 制定生產、運輸方案,針對墻體混凝土澆筑速度較慢的特點,合理調配車輛,同時編制交通運輸緊急預案,確保混凝土連續供應。
4混凝土的泵送施工
(1) 選用HBT285 混凝土拖式柴油泵,合理布置泵管,盡量減少彎頭,泵送高程超過90m后用高壓泵管。
(2) 泵管接口處密封,消除接口處漏漿、漏氣,減少泵送過程中壓力損失,泵管穿越樓層處均采用型鋼固定,以減少泵送中的震動。
(3) 在高溫季節和嚴冬季節, 對泵管采取保溫措施, 減小環境溫度對泵送過程中混凝土溫度的影響。
(4) 嚴格控制入泵混凝土的和易性,入泵坍落度控制在(200 ±20)mm,同時測定混凝土的排空時間在25s之內, 超出此范圍的混凝土不得入泵,保證混凝土的和易性良好,不離析,不泌水,不板結。
5結語
(1) 北京世紀財富中心已接近結構封頂,在地下4層至地上26 層C60 高強混凝土的施工中,均采用性能優越的機制砂混凝土,實際泵送良好,目前垂直泵送高度已達130m,沒有出現任何堵泵、堵管現象,泵送非常順利。
(2) 實踐證明,機制砂完全可以取代天然砂應用于高強混凝土的高層泵送施工,混凝土泵送效果良好。
(3) 對于機制砂高強混凝土的高層泵送,必須進行充分的技術論證試驗,根據試驗結果指導施工,同時加強現場的泵送施工管理。
(4) 應用新型聚羧酸類外加劑的混凝土具有保塑時間長、高強和易于泵送施工等特點。
(5) 通過本工程的實踐,對于機制砂高強混凝土在北京市重點工程的應用具有一定的借鑒意義。
參考文獻:
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